操作系统复习——信号量与PV操作

最新推荐文章于 2022-04-08 19:49:45 发布

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本文详细介绍了信号量的概念，包括其构思、记录型信号量的定义，以及如何利用PV操作解决进程互斥和同步问题。通过多个实例，如机票问题、生产者消费者问题、苹果橘子问题等，阐述了PV操作在实际问题中的应用和解决思路。

信号量与PV操作

问题的提出

TS或swap指令管理临界区，采用忙式轮询，效率低
关开中断管理临界区，不便交给用户程序使用

信号量的构思

一种可动态定义的软件资源：信号量

核心数据结构：等待进程队列
信号量声明：资源报到，建立队列
申请资源的原语：若申请不得，调用进程入队等待
归还资源的原语：若队列中有等待进程，需释放
信号量撤销：资源注销，撤销队列

记录型信号量的定义

记录型信号量：一种带数值的软资源

PV操作解决进程互斥问题框架

semaphore s;
s = 1;
cobegin
    process Pi {
    	···
        P(s);
        临界区;
    	V(s);
        ···
	}
coend;

例：PV操作解决机票问题

int A[m];
semaphore s;
s = 1;	// 只有相同航班的票数才是相关的临界资源，所以用一个信号量处理全部机票会影响进程并发度
cobegin
    Process Pi {
    	int Xi;
    	Li:按旅客订票要求找到A[j];
    	P(s);
    	Xi = A[j];
    	if (Xi >= 1) {
            Xi = Xi - 1;
            A[j] = Xi;
            V(s);